2019中国(长沙)装配式建筑
与工程技术博览会

China (Changsha) Prefabricated Building and
Construction Technology Expo 2019

时间:2019年10月15日-17日

地点:长沙国际会展中心

(地铁2号线/4号线,光达站)

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新型建造方式的发展是国家城市规划建设的战略选择

一、新型建造方式

 

01新型建造方式内涵

 

2016年2月21日,《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》(中发[2016]6号)发布实施,指出九个方面共30条意见,其中在第四个方面“提升城市建筑水平”的第11条意见“发展新型建造方式”中指出“大力推广装配式建筑,减少建筑垃圾和扬尘污染,缩短建造工期,提升工程质量。制定装配式建筑设计、施工和验收规范。完善部品部件标准,实现建筑部品部件工厂化生产。鼓励建筑企业装配式施工,现场装配,建设国家级装配式建筑生产基地,加大政策支持力度,力争用10年左右时间,使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。积极稳妥推广钢结构建筑。在具备条件的地方,倡导发展现代木结构建筑。”这也是国家层面首次提出“新型建造方式”概念。

 

新型建造方式是指在建筑工程建造过程中,以“绿色化”为目标,以“智慧化”为技术手段,以“工业化”为生产方式,以工程总承包为实施载体,实现建造过程“节能环保,提高效率,提升品质,保障安全”的新型工程建设组织模式。

 

发展新型建造方式,就是要围绕“减少污染,提升效率,提升品质,保证安全”四个方面的发展方向,实现建造生产方式由劳动密集型、资源集约型向现场工厂化、预制装配式的新型生产方式转变,实现建造组织方式由传统承发包模式向工程总承包模式过渡,实现建造管理方式由传统离散管理向标准化、信息化管理方式蜕变。新型建造方式的发展是国家城市规划建设的战略选择,也是在新的节能环保要求下新型城镇化发展所需大量工程建设的必然选择。

 

02新型建造方式促进产业精细分解

 

根据经济学基本原理,经济的发展必然带来分工的逐步细化,分工程度的高低决定着社会生产力的发展水平。新型建造方式不同于传统的建造方式,其对分工协作的特殊要求加速了行业分工,专业承包商的增加意味着分工精细化程度的加强和装配式建筑的迅速发展。

 

新型建造方式的出现促进产业分工体系深化,逐渐开始向技术和知识密集型项目渗透。分工体系深化的同时,建筑企业也在寻找着各自的定位,发掘自身的产业优势。另外,建筑企业在技术研发领域开始走向合作,并逐步形成了全球技术资源共事的新局面。一些企业为了降低研发成本,寻找合作者共同分担,逐步将技术研发机构从母体脱离出来的同时,引入新的投资者;另一方面,独立的研发机构为提高研发成果的效益,开始向更多的企业提供服务。在一定程度上讲,这是建筑业内部分工进一步深化的必然结果。

 

03新型建造方式促进政策环境优化

 

当前,新型建造方式的发展规模和影响力持续扩大,但现有政策环境与分享经济飞速发展之间还存在不适应性。新型建造方式对产业链各要素的提出新的要求,新要求下,各产业要素均需要相关的政策环境去适应。

 

目前政策环境的表现:

 

(1)是相关法规政策滞后。预制装配式等行业政策频出,但扶持和监管政策难以适应新业态、新模式发展。

 

(2)是新产业业态规模迅速扩大,新的产业垄断可能性加大,但缺乏相关法律作为界定依据和规范方法;

 

(3)是政策扶持多是宏观层面鼓励,细分领域的顶层规划和实施政策还需加紧落地,扶持政策的杠杆效应有待发挥;

 

(4)是征信体系、劳动保障和知识产权保护等方面保障体系不完善,制约新型建造方式发展。

 

发展新型建造方式对我国建筑业发展意义重大,将对资源重构、组织重构和供需重塑带来巨大影响,需研究并推动构建有利于新型建造方式发展及其与传统建筑业融合互促的政策环境。

 

二、新型建造方式发展方向

 

建筑产业是国民经济的支柱产业和安邦富民的基础性产业,为我国近30年的经济高速腾飞做出了巨大的历史贡献,然而建筑业速度的提升,没有改变建筑业粗放、劳动密集型的现状,反倒是资源消耗大、环境污染严重、机械化程度低,效率不高等问题日趋突出,与目前国家战略“绿色、创新、可持续的”战略严重不符,借助新型信息化、智能化和新材料的技术革命,建筑业的新型建造方式正式进入历史舞台,并将在以下几个方面对建筑业产生深远的影响。
 

(一)建筑业环境友好提升

 

01规划设计阶段的要求

 

新型建造方式具有减少资源浪费,减少环境污染的优势。新型建造方式要求建筑设计中采用绿色、节能的理念,通过围护结构节能技术的应用和对可持续建筑材料的使用,降低环境压力,节省大量的资源,包括使用可循环材料、可降解材料,使用绿色建筑材料替代自然资源耗竭型材料,减少对于自然资源的消耗。运用低碳节能技术措施达到低能耗,减少污染,实现可持续性发展的目标;在深入研究风环境、室内热工环境和人体工程学的基础上,梳理出人体对环境生理、心理的反映,创造健康舒适而高效的室内环境;考虑使用可再生能源为建筑提供能源的需求。

 

02建造阶段的要求

 

目前我国建筑相关能耗占全社会能耗的46.7%,其中包括建筑的能耗(包括建造能耗、生活能耗、采暖空调等)约30%,以及建材生产过程中的能耗16.7%。与发达国家相比,我国每年新开工建筑面积占据了世界二分之一,其中80%-90%没有达到国际节能标准;我国现在建筑的能耗标准是每平方米75瓦,而欧洲的现行标准则为25瓦,相差3倍;我国现行单位建筑面积采暖能耗为发达国家的三倍。如果按此速度发展下去,到2020年我国建筑能耗将达到10.89亿吨标准煤,为2000年的3倍强;而如果能采用新型建造方式,全面推进建筑节能,则2020年建筑能耗可降低到7.54亿吨标准煤,将有效地提升低碳经济的发展水平。

 

随着低碳经济成为我国经济发展的长期趋势,新型建造方式发展潜力巨大。我国现有建筑430亿平方米,另外每年新增建筑16~20亿平方米左右。每年新建建筑中,99%以上是高能耗建筑;而既有的约430亿平方米建筑中,只有4%采取了能源效率措施。据悉,到2020年,中国用于建筑节能项目的投资至少达到1.5万亿元。

 

预制装配式在工厂内完成大部分预制构件的生产,降低了现场作业量,使得生产过程中的建筑垃圾大量减少,与此同时,由于湿作业产生的诸如废水污水、建筑噪音、粉尘污染等也会随之大幅度地降低。在建筑材料的运输、装卸以及堆放等过程中,采用装配式建筑方式,可以大量地减少扬尘污染。在现场预制构件不仅可以去掉泵送混凝土的环节,有效减少固定泵产生的噪音污染,而且装配式施工高效的施工速度、夜间施工的时间的缩短可以有效减少光污染。装配式建造方法使得现场建筑垃圾减少83%,材料耗损减少60%,可回收材料占66%,建筑节能65%以上。

 

03运维阶段的要求

 

《国务院办公厅关于促进建筑业持续健康发展的意见》中明确指出在新建建筑和既有建筑改造中推广普及智能化应用,完善智能化系统运行维护机制,实现建筑舒适安全、节能高效。

 

利用BIM技术、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网的新型技术在建设项目中的应用,通过建筑工程阶段形成的BIM竣工模型,为建筑运维管理打造信息化平台。模型可以集成建筑生命期内的结构、设施、设备甚至人员等与建筑相关全部信息,同时在BIM模型上可以附加智能建筑管理、消防、安防、物业管理等功能模块,实现基于BIM的运维管理系统。BIM运维模型优秀的3D空间展现能力可为建筑的高层管理者提供建筑空间的直观信息,为建筑布局优化调整提供快速决策平台;也可提供设施、设备、管线的三维空间位置,快速定位故障,缩短维修周期;BIM模型与楼宇监控系统功能模块相结合,为安防、消防、楼宇智能监控提供了全数字化、智能化的建筑设施监管体系;BIM模型数据库所储存的建筑物信息,不仅包含建筑物的几何信息,还包含大量的建筑物性能信息、设施维修保养信息,各类信息在建筑运营阶段不断地补充、完善和使用,不再表现为零散、割裂和不断毁损的图纸,全面的信息记录用于建筑全过程管理信息化,也为附加分析、统计和数据挖掘等高端管理功能创造了条件。BIM运维管理模型优良的能耗控制、精细的维修保养管理、高效的运维响应可以使建筑达到更好的社会效益和更低的运营成本。

 

(二)建筑工程建造效率提升

 

01设计精细化、集成化的要求

 

新建建造方式对于设计提出了更高的要求,在设计质量、进度、成本方面均有别于传统设计。

 

在设计质量方面,基于传统设计在现行规范基础上进行设计;结合市场需求与行业趋势判断,在新体系、新技术、新工艺方面寻求突破;面向建筑全生命期中的“设计环节”,进行“建筑、结构、设备管线、内装、”各专业系统的设计与集成,同时,引入智能化系统集成与设计;设计深度要精细化,将设计思想与设计决策落实到“生产环节”与“施工环节”,设计方案、生产方案、施工方案要一脉相承的实现贯通;各专业之间的提资深度进一步加深,明确各专业设计人员的专业协同责任,进行精细化的管理。

 

在设计进度方面,分析传统设计加上专项设计后各专业分阶段线性提资造成造成的设计周期延长,通过业务分解与重组来解决专业内关键项和专业之间的关键交叉点,实现一次设计与二次深化设计的拟合,从而有效保证设计进度。

 

在设计成本方面,摒弃传统设计以设计费为目的的价值取向,而是通过精细化的设计,缩减项目成本,为项目的总承包管理创造价值。

 

02工厂生产自动化的要求

 

建筑的工厂化生产是建筑建造发展历史中的一个重要节点,是生产方式、资源整合的重大创新,将建筑中单一的构件如外墙、楼板、阳台、楼梯等部品从工地现浇生产转变到工厂,通过机械化自动流水线生产,极大提高生产效率,解放生产力的同时又保证预制构件的质量。

 

03现场施工机械化的要求

 

随着施工规模的不断扩大,工程量不断增加,建筑机械自动化的应用也越来越广泛,为了能有效保证工程的质量及速度,建筑工程对于机器的要求也不断提高,需要更加自动化的机械设备来保质保量地完成项目的施工。通过建立一个比较完善的控制程序,使机械自动化水平得到相应的提升,对其独立性和完整性有着较高的要求,自动化系统在进行运行的过程中,各组件就会独立完成相应的运作,不仅可以在很大程度上提高工作的效率,还可以保证在工作的过程中系统的稳定性。

 

04后期运维的要求

 

传统建造方式下,建筑建造周期长,物业在建造前期难以介入,规划设计及建造期间,相关方只考虑自身需求,加之物业在入驻时接收信息往往不全,造成后期运维困难。

 

新型建造方式下,建筑工程的生产模式、组织模式、管理模式均发生变化,基于建筑物全寿命周期,物业可在规划设计阶段介入项目,站在自身角度,提出合理建议,要求设计、建造等环节考虑到后期运维期间建筑物节能环保问题及满足人的舒适性问题。这种情况下,就要求物业人员能够了解设计、建造,知识面更加宽广,对于物业企业也要求能够在新型建造方式下,拥有新的管理理念。

(三)建筑工程建造品质提升

 

01设计方法优化的要求

 

目前国内设计院进行普通民用工程设计时,往往只是由各个专业根据设计规范和建筑的功能需求对本专业整体状况和系统组成进行说明性设计,很少会具体到材料设备的精确选型和施工工艺细节描述,导致设计图纸较为粗放,错漏碰缺和不明确、不细致的内容较多。而建筑企业如果直接将这种设计成果用于工程采购和现场施工,往往会造成材料浪费、质量失控、工程返工等多种不良后果,精益建造更是无从谈起。因此,要真正实现建筑工程建造品质提升,就必须在传统的施工图设计和工程采购、现场施工环节中,增加一项精细化设计工作来对传统施工图设计进行持续改进,解决原设计的错漏碰缺和不明确、不细致的问题,并将各专业进行有机整合,使工程采购和现场施工能够有一个准确精细的管理依据。

 

02生产线改良的要求

 

新型建造方式对生产线也提出了更高的要求。按照走中国特色新型城镇化道路、全面提高城镇化质量的新要求,需要预制装配化为新城镇建设来保驾护航,生产线及生产设备的自动化程度的提高尤为重要,同时技术体系、预制构件及部品种类的多样性,也对生产线适应多元化提出了更高的要求。

 

03施工工艺改进的要求

 

新型建造方式中的预制装配式建造方式,施工现场取消外架,取消了室内、外墙抹灰工序,钢筋由工厂统一配送,楼板底模取消,铝合金模板取代传统木模板,现场建筑垃圾可大幅减少。预制构件在工厂预制,构件运输至施工现场后通过大型起重机械吊装就位。操作工人只需进行扶板就位,临时固定等工作,大幅降低操作工人劳动强度。门窗洞预留尺寸在工厂已完成,尺寸偏差完全可控。室内门需预留的木砖在工厂完成,定位精确,现场安装简单,安装质量易保证。取消了内外粉刷,墙面均为混凝土墙面,有效避免开裂,空鼓、裂缝等墙体质量通病,同时平整度良好,可采用反打贴砖或采用彩色混凝土作为饰面层,避免外饰面施工过程中的交叉污损风险。

 

04施工装备性能改进的要求

 

新型建造方式是机械化程度不高和粗放式生产的生产方式升级换代的必然要求。目前国内劳动力成本在不断增加,工程机械产品的运用日益广泛,行业需求受劳动力成本上升拉动显著。国家先后发布一系列政策,鼓励发展装备制造业,建筑产业机械化得到拉动。建筑装备升级,在满足多样化需求的同时,建筑装备向高度的设备集成化、智能化方向发展,配合传统设备的升级改造,以进一步提高劳动生产率,加快建设速度,降低建设成本,改善施工质量。

 

05新材料的功能提升要求

 

新型建造方式符合国家“绿色、创新、可持续”的发展战略,也对建筑材料提出了新的要求。目前,行业所用材料大多难以重复利用,使用寿命达不到建筑使用寿命,造成资源浪费,环境污染。新型建造方式下,应研发使用寿命长、节能环保、符合使用环境、成本低廉的新型建筑材料。例如适用于钢筋混凝土结构工程的高强钢筋,将HRB400高强钢筋作为结构的主力配筋,在高层建筑柱与大跨度梁中积极推广HRB500高强钢筋,可节省钢筋使用量约12%~18%。

 

06后期运维优化的要求

 

基于建筑信息化,搭建建筑信息平台,将建筑项目中所有关于设施设备的信息,利用统一的数据格式存储起来,包括建筑项目的空间信息,材料,数量等等。利用此数据标准,在建筑项目的设计阶段,建设中如有变更设计也可以及时反应在此档案中,维护阶段能够得到最完整、最详细的建筑项目信息。借助现代VR、3D可视化等技术,运维阶段可实现提供空间信息的提供和信息的迅速更新。

 

利用现代计算机技术,例如EMS(能源管理系统)、IBMS(综合楼宇智能化系统),IWMS(综合工作场所管理系统)、CAFM(计算机辅助设施管理),实现运营期间数据的采集和处理,对建筑耗能进行评估,在满足人的需求的前提下,采取更换设备、建设绿化等方式实现运维期间的节能环保,同时满足人生理及心理需求,实行精细化管理。

 

(四)建筑工程建造安全文明要求

 

01设计合理性要求

 

新型建造方式要求设计考虑生产及施工环节的安全要素,除了对设计本身的安全性负责,设计还应考虑构件及部品生产、运输及安装过程中涉及到的安全问题,例如预制构件的重量、预制构件吊点的设置及验算、预制构件措施埋件的验算等。

 

02工厂生产安全管理要求

 

新型建造方式要求工厂生产安全管理向着标准化和信心化迈进。目标是通过标准化的管理建立标准工序和标准工序的安全生产要点,实现工位的安全管理标准化;通过信息化的手段实时监控生产过程,并采集各个生产工序加工信息、构件库存信息、运输信息,同时采集工厂设备的运行信息,加以汇总分析以供发现安全隐患和优化提升。

 

03施工现场安全管理要求

 

与传统建造方式相比较,预制装配式施工现场存在构件进场堆放、高空吊装作业、临时支撑固定、套筒灌浆施工等作业环节,安全把控关键点明显增加。大量的预制构件生产、运输和吊装,将安全管理往前延伸到设计阶段和生产阶段,对设计预控和原材料验收提出了较高的要求。同时各方相关管理职责、制度,管理工作标准,工作流程不明确。不论从技术上还是从管理上都对新型建造方式的安全管理提出了更高的要求。

 

04后期运营安全管理要求

 

新型建造方式要求建筑物具有完善的安保、消防系统,能有效应对灾难和紧急情况,要求物业从系统的角度进行安全管理,而安全管理涉及到建筑物的框架结构、基础环境、网络通信、设备管理和自动控制等五个方面,基于新型建造方式的信息化,建筑物相关信息能够完整的流入运维阶段,为后期运营安全管理提供了基础。

 

为适应新型建筑方式下的运营安全管理,应搭建智能控制系统,利用现代信息技术,采用统一标准进行运营期间安全管理,实行信息化、标准化管理。
 

(来源:装配式建筑云平台)